NaOH碱熔法在硅酸盐硼同位素测试中的应用

硼同位素是地球与行星科学研究中的一个重要工具,但是精确测量硅酸盐的硼同位素还存在一定的挑战,其主要原因源于样品消解。碱熔法是一种适合于硅酸盐样品的熔样方法。目前用于测量硅酸盐硼同位素的碱熔法采用昂贵的铂金或者玻璃碳坩埚和较高的助熔剂比例,容易在前处理过程中造成硼损失。为了实现硅酸盐样品的完全消解并避免硼的损失,文章报道一种使用银坩埚的NaOH碱熔法。该方法采用5:1的助熔剂与样品质量比,以及改进的溶样方法,实现了样品的完全消解并有效地避免了硼的流失。结合改进的硼特效树脂分离提纯技术和多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)测量流程,文章报道了五个硅酸盐国际标样的硼同位素组成和硼含量数据。实验结果与国内外发表的数据在误差范围内一致。这个绿色且高效的方法对硅酸盐硼同位素研究具有重要意义。

离子交换色谱法分离硼同位素的研究进展

综述了离子交换色谱法分离硼同位素的进展。在目前的研究方法中,主要采用强碱性阴离子交换树脂、弱碱性阴离子交换树脂和硼特效树脂作为柱填充材料,本文对于这3种树脂的优缺点进行了比较,最后对影响单级分离因子的因素进行了讨论。表明离子交换色谱法是一种极具潜力的硼同位素分离方法,具有高效节能的特点。

离子交换色谱中硼同位素交换反应平衡常数的理论预测

外部溶液相中B(OH)3与离子交换树脂相中B(OH)4-、B3O3(OH)52-、B3O3(OH)4-之间所发生的同位素交换反应的平衡常数K是离子交换色谱法分离硼同位素研究中的基本参数之一,但难以用实验手段精确测定。本研究利用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/6—31G理论水平上计算了气态下B(OH)3、B(OH)4-等的振动频率,用计算得到的频率,基于Urey模型求得B(OH)3、B(OH)4-、B3O3(OH)52-、B3O3(OH)4-的简约配分函数比(RPFR),进而得到同位素交换反应平衡常数。结果表明,B(OH)3和B(OH)4-间的同位素效应显著,其平衡常数K在25℃时为1.025 7,B(OH)3与B3O3(OH)52-和B3O3(OH)4-反应的平衡常数较小,分别约为1.017 2和1.008 4。

水样硝酸盐离子交换色层法氮、氧同位素分析预处理条件试验

在地下水硝酸盐溯源的研究过程中,预处理方法是关键,直接关系到N、O同位素测定的准确与否。为提高地下水硝酸盐溯源工作的准确性,对水样硝酸盐氮、氧同位素分析的预处理方法做进一步研究和探讨,对前人的方法做出改进。实验中所采用的方法为离子交换色层法,预处理后转化成的AgNO_3直接经TC-EA在线转化为N_2和CO引进IRMS进行δ^(15)N和δ^(18)O的测定,省去了以往繁锁的转化步骤。结果表明,Bio-rad^3公司生产的AG1-X8型阴离子交换树脂对(NO_3)^-具有较好的吸附性,吸附率能达到98%以上,采用体积为15mL,浓度为6mol/L的HCl溶液进行洗脱,洗脱率能达到94%以上。此外,δ^(15)N和δ^(18)O测定结果重现性较好,测试精度分别达到0.22‰和0.4‰。此方法已达到国外同类研究水平,能满足水体中硝酸盐溯源和水文地质研究的要求,适用于(NO_3)^--N浓度属于中高水平水样的预处理。

矩分析在硼同位素分离色谱中的应用研究

以D301-G树脂为固定相,水为流动相,通过矩分析研究2种硼同位素在给定条件下的色谱特征,基于平衡-扩散模型、线性驱动力模型估算了硼酸在固定相上的动力学参数。研究结果表明,同位素10B在树脂相上的色谱保留时间大于11B;硼酸在D301-G树脂相中的轴向扩散系数和集总传质系数均随温度的升高而增大,室温下轴向扩散系数为1.08 cm2/min,集总传质系数为0.65 min-1。

红外光谱探测离交色谱分离硼同位素的树脂柱吸附机理

研究离交色谱法分离硼同位素的过程机理对于实现^(10)B同位素高效富集与分离具有重要的意义。针对前人工作提出的树脂柱吸附10B同位素过程机理无法解释盐酸洗脱过程中的耗酸量与实验现象不符的问题,本文提出一种新的硼同位素吸附过程机理。研究结果表明,Amber IRA 743树脂官能基团中的氨基可能与硼酸根离子发生反应,生成新的物种。实验采用红外光谱法证实了在1 467cm^(-1)处有新峰(N—B键)的生成。研究为深入认识硼同位素吸附-洗脱过程的分子层次行为规律奠定了基础。

多接收器电感耦合等离子体质谱方法的开发和应用进展

稳定同位素分析是分析化学一项颇具前景的分支,通过精确测定物质的稳定同位素比值,可以追溯物质来源并探究其转化过程。高精度稳定同位素分析技术的进步依赖于新一代质谱仪的不断发展。其中,多接收器电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)是近年发展迅速的一种同位素组成测定工具。稳定同位素分析对样品基质十分敏感,复杂基质能严重干扰同位素测定的精密度和准确度。这对MC-ICP-MS的样品净化提出了极高要求,目前也是同位素分析领域的热点问题。该文聚焦于近年来MC-ICP-MS在样品净化及仪器联用方法方面的相关研究进展,并展望了MC-ICP-MS稳定同位素分析的应用前景。